[科普中国]-测井解释模型

分类

测井解释模型可以分为岩石组合及层序的测井解释模型和沉积构造、沉积体结构的测井解释模型。

岩石组合及层序的测井解释模型1.测井曲线的一般特征

1)常规组合测井曲线

(1)测井曲线幅度特征。

测井曲线幅度受地层的岩性、厚度、流体性质等因素控制,可以反映出沉积物粒度、分选性及泥质含量等。一般对于颗粒粗、渗透性好的砂岩,具有高SP 负异常和低GR 特征；反之细粒沉积物,如泥岩、泥质粉砂岩等具有低SP 幅度、高GR 特征。在实际应用过程中应针对不同地区的地质、地下流体性质等情况,在岩心观察基础上建立适应本地区的岩性与测井信息之间的联系。

(2)测井曲线形态特征。

不同的沉积环境下,由于物源情况不同、水动力条件不同及水深不同,必然造成沉积物组合形式和层序特征(正旋回、反旋回、块状)的不同,反映在测井曲线上就是不同的测井曲线形态。图 是经常被采用的测井曲线形态特征与沉积物层序特征与沉积环境之间的关系图。在实际应用过程中,应根据地区情况,建立本地区图版,但图仍不失一般指导意义。

①柱形(箱形),反映沉积过程中物源供应丰富、水动力条件稳定下的快速堆积,或环境稳定的沉积。

②钟形,测井曲线下部最大,往上越来越小,是水流能量逐渐减弱或物源供应越来越少的表现。

③漏斗形,与钟形相反,垂向上呈水退的反粒序,水动力能量逐渐加强和物源区物质供应越来越丰富的沉积环境。

④复合形,表示由两种或两种以上的曲线形态组合,如下部为柱形,上部为钟形或漏斗形组成,表示一种水动力环境向另一种环境的变化。 各类形态又可进一步细分为光滑形和锯齿形。

(3)接触关系。

顶底接触关系反映砂体沉积初期、末期水动力能量及物源供应的变化速度,有渐变和突变两种,渐变又分为加速、线性和减速三种,反映曲线形态上的凸型、直线和凹形。突变往往表示冲刷(底部突变)或物源的中断(顶部突变)。

(4)曲线光滑程度。

属曲线形态的次一级变化,可分为光滑、微齿、齿化三级。光滑代表物源丰富,水动力作用稳定；齿化代表间歇性沉积的叠积,或各种物理化学量有较大的频繁变化。

(5)齿中线。

分为水平平行、上倾和下倾平行三类。当齿的形态一致时,齿中线相互平行,反映能量变化的周期性；当齿形不一致时,齿中线将相交,分为内收敛和外收敛,各反映不同的沉积特征。

2)地层的倾角测井微电导率曲线特征将四条微电导率曲线和常规曲线配合,并对比岩心观察描述,可以得到:

(1)从曲线形态和曲线的相似性判断岩性及微细旋回的划分。

(2)向上变细或向上变粗的层序,直接使用微电导率曲线或其合成的电阻率曲线进行精细研究。

(3)均匀砂体(无明显层理)和具有细纹层、大型层理的砂岩明显不一样,均匀块状砂岩四条电导率曲线相关性检验很差。

(4)平行以及非平行层理可以根据四条电导率曲线特征值的平行度来衡量。

(5)精细层理对比线,有些对比涉及到所有四条电导率曲线,有些则全不涉及,根据其电导率异常或电阻率异常、所涉及的极板数等,可以做出合理解释,如卵石、透镜体、裂缝及其它特征。

(6)张裂缝显示为孤立的导电尖峰。

地层倾角测井与常规曲线相比,有更加细密的采样间隔,可以反映地层的岩性成分、含流体性质及砂岩的细微特征。在含流体性质一定的情况下,微电导率曲线的包络线可以反映粒序变化微旋回特征,而微电导率曲线基线的突变则往往是不同岩性转换面。这就为我们在常规测井曲线约束下研究岩石内部结构变化和成分变化提供了更精细的方法手段。

2.层序特征测井解释模型

每一种沉积亚相、微相的测井曲线形状的变化就可以反映其粒序序列变化,通常用可以反映岩性、粒序变化的自然伽玛(GR)、自然电位(SP)的形态组合来反映每一种沉积亚相、微相的层序特征,因而通常有四种粒序模型:

(1)正粒序模型:一般为钟形,即自然伽马向上逐渐增大,而自然电位为自下而上由高负偏向低负偏甚至基线附近变化。

(2)反粒序模型:对应于漏斗形测井曲线,即自然伽马向上逐渐减小,而自然电位自下而上由基线或低负偏向高负偏变化。

(3)复合粒序模型:对应于复合形态的测井曲线,即由两个或两个以上钟形、漏斗形自然电位和自然伽马曲线连续变化组成。

(4)无粒序模型:对应于箱形或平直测井曲线,即自然电位及自然伽马曲线形状自下而上不变或只是微齿化。将各种粒序模型对应于各种沉积亚相、微相中,针对沉积学研究中沉积层序成旋回分布。的颗粒大小、岩性粗细变化在测井曲线上的不同反映,总结出各种沉积亚相、微相的层序变化曲线形态组合特征,归结于图5-5。具有广泛的实用性,实践证明是正确的,目前在沉积学研究中普遍使用,并被广大沉积学家承认和应用。

3.岩石组合(成分、颗粒)测井解释模型

以岩性相分析程序识别各种岩性组合类型和计算机定性、定量处理,是始终受到人们关注的课题,近几年来得到了广泛的应用。 FACLLOG、LITH。测井相自动分析系统(Shhumberger,1985),CLLOG MATIDEN 岩性、测井相自动识别程序(肖义越等,1989)以及在SUN 工作站上的多无统计模式识别技术和ANN(神经网络)模式识别技术(郭荣坤、王贵文等,1994)使测井岩性分析从手工到计算机定量化迈出了关键步骤。每一种岩性或组合类型在计算机处理中主要从曲线及数值本身出发来划分,在研究区的目的层段由关键井的测井响应特征差别区分各种岩性及组合。

1)测井响应特征值(测井参数值)测井曲线的响应特征,自然伽马曲线、自然电位曲线形态、幅度、组合特征等虽然是沉积层的成分、粒度、地层水的性质及内部含有物等的反映。但不同盆地或同一盆地不同层系由于受岩层厚度、相邻岩层性质、岩层倾斜及钻井过程中所用钻井液的不同,所表现出来的测井响应特征也是不一样的。

2)测井相图的编制

为了使测井相直观地表达出来,通常用蛛网图或梯形图表示测井相。就是用能够反映相特征的各种测井参数值为辐射轴或横轴,以不同相之间的差别为依据,以图形区分测井相。测井相图如图,可以把主要沉积亚相、微相的岩性电性相区别开来:前缘席状砂的粉砂岩、河口坝的细砂岩、分流河道的细砂岩和河道间或浅湖泥岩。

3)岩石组合测井解释模型在实际处理中的选择

岩石组合在不同研究区的不同目的层段有较大的差异性,表现出的电性数值也不同,因而针对不同的地区要选择不同的测井解释模型,采集岩心样本用于系统处理。轮南地区三叠系,有砾状砂岩、含砾不等粒砂岩、粗砂岩、中细砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及泥岩。

沉积构造、沉积体结构的测井解释模型高分辨率地层倾角测井包含有大量的沉积结构和构造方面的信息,在油田构造和沉积学研究中发挥着重要的作用。油气勘探中使用斯伦贝谢公司的阻HDT 和阿特拉斯公司的CLS3700 系列四臂倾角仪,通过计算机处理(TREEDIP 模式识别交互处理)可以得到反映岩石内部界面的倾角和倾向；也可以得到微电阻率环井眼成像,为沉积学研究进一步提供沉积结构、构造、古水流等方面的信息。

通常地层倾角测井经过长相关对比处理得到小比例尺(1:200)的倾角成果图用于地层构造学解释,包括产状、褶皱、断层压实后的砂体形态、裂缝识别等。而应用于沉积学中必须作特殊的处理,即短相关对比或精细模式识别的交互处理,甚至使用最先进的成像手段,并始终贯彻“岩心刻度测井”的指导思想,在工作中通过岩心观察和沉积构造描述,总结测井相和沉积相之间的对应关系,并在塔中、轮南、东河塘、英买力等主要油气田区沉积学研究中得到重视和应用。

1.倾角模式及其地质含义

地层倾角测井研究构造和沉积时,在矢量图上可以把地层倾角的矢量与深度关系大致分为四类：红模式:倾向大体一致,倾角随深度增加而增大的一组矢量,它可以指示断层、沙坝及河道等。

蓝模式:倾向大体一致,倾角随深度增加逐渐变小的一组矢量,它一般反映地层水流层理、不整合等。

绿模式:倾向大体一致,倾角随深度不变的一组矢量,一般反映构造倾斜和水平层理等。

白(杂乱)模式:倾角变化幅度大,或者矢量很少,可信度差,它指示断层面、风化面或者块状地层等。

每一种模式的代表性仍然是相对简单和存在多解性,尤其是在沉积学研究中,目标是岩石内部的微细层面,那么沉积岩中哪一级层面才能计算出来并组成模式是至关重要的。很显然只有那些可以切过井筒的中一大型层理沉积构造的变化面才有可能被地层倾角测井四臂电极探测到,并计算出其产状,而在井筒中不成平面或在井筒中弯曲变化剧烈的小型层理是不可能被计算出来的。在建立沉积构造解释模型时是值得注意的。而多种模式的组合关系是判断各级层面相互转换、变化的表征,模式间断往往是特殊地质事件(冲刷面)等,因此在解释过程中要充分重视模式本身和它之间的关系。

2.微电导率插值环井眼成像

微电导率环井眼成像是将电导率曲线按相对大小内插,表示环井眼电导率大小分布的值以一系列不同级别颜色表示,从图中可以清楚地看出以下几项特征:

(1)不同电导率大小的电性层和不同的岩性界面很清楚。

(2)电导率逐渐递变,颜色级别逐渐变化,是岩石内部韵律的表现；

(3)电导率异常特征变化段,颜色级别突变是微细层面的反映,以此可参考矢量图模式判断沉积构造中层理的微细层变化及其组合关系；

(4)成像图中明显的颜色变化是检验倾角计算对比的准确性的标志之一。一般成像图中明显的层,应在对比计算中准确无误地计算出来相应的矢量点,否则对比就有问题。

(5)成像图中颜色变化旋回,应与电导率划分的旋回一致,并受到常规曲线层序模型的约束,可以在层序内部或其间有清楚的成像图颜色级别递变或界面。

(6)成像图中颜色变化成有规律的密集层状及正弦波状是层理的发育段,可以结合倾角矢量模式进一步解释层理类型。

3.沉积构造的地层倾角测井解释模型

岩性单元内部和岩性单元之间的层理几何形态和空间关系,是组成盆地充填物的成因地层层序中沉积成因单元的基本特征。在区域和局部这两种规模上描绘“层理形式”和“沉积构造“能为沉积过程及判断沉积相(沉积环境)提供大量的资料。层理按其形成的单元可以从单一细层到层序,大致划分为纹层或细层(指一次水流形成的)、层系(一组纹层)、层系组(几组层系)及层序。地层倾角测井长相关对比的成果矢量图一般反映地层层序之间的层面,精细的地层倾角处理矢量图和电导率成像一般可以反映层系或层系组以下的各种层理面。

人一机交互式地层倾角沉积学处理程序为研究者提供了方便的工作界面,其中的地层倾角矢量和微电导率环井眼插值成像是用于判断沉积构造及其组成的主要依据,一般认为其矢量的红、绿、蓝、白模式及其组合形式是分析微细层理形态、类型的基本方法,同时可以用来分析古水流或沉积物搬运方向、沉积体延伸及加厚方向,这都源于矢量图代表的界面及矢量的趋势模式,是碎屑物质沉积时的水动力能量逐渐变化的真实反映。于是在工作中,首先要对交互处理的成果用岩心资料反复刻度,建立正确的地层倾角矢量模式图,然后由已知到未知,从解释模型到未知层段,逐层解释沉积构造及其组合关系。1